CN220982429U - 一种低成本低功耗无线通信的变压器三轴振动监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及变压器三轴振动监测技术领域，公开了一种低成本低功耗无线通信的变压器三轴振动监测装置，包括设置在变压器本体上的第一三轴振动监测装置和第二三轴振动监测装置，以及与计算机相连的无线Lora网关，其特征在于，所述第一三轴振动监测装置和第二三轴振动监测装置均采用低成本MEMS式三轴加速度传感器ADXL345，其在±8g量程范围内12位分辨率，频率响应最高3200Hz,满足高压电力变压器振动监测对特征值的提取需求。本实用新型满足变压器振动监测技术要求同时降低设备使用成本，安装方便；电池供电，低功耗设计续航时间长达6年，装置免维护；采集变压器三个轴向的冲击加速度值并计算出其特征频率下的振动幅值，使监测更全面。
Description
技术领域
本实用新型属于变压器三轴振动监测技术领域，具体地说，涉及一种低成本低功耗无线通信的变压器三轴振动监测装置。
背景技术
变压器运行中的本体振动信号主要包括变压器的铁芯和绕组振动。铁芯的振动主要是由硅钢片的磁致伸缩引起的，频率除了基频100Hz还包含高次的谐波分量300Hz和400Hz。绕组的振动主要是由绕组中通过的负载电流引起，频率除了基频100Hz还包含有200Hz谐波分量。对变压器运行中振动信号实施监测并对特征值进行计算分析，可有效诊断变压器本体缺陷。目前变压器振动监测多采用单轴压电式冲击加速度传感器安装在变压器本体，输出电压或电流信号并通过电缆传至采集装置。因为振动监测一般采用多点安装传感器，现场施工布线极为繁冗，通常还需要变压器停电作业。受现场安装环境影响，振动传感器信号传输距离过长时还可能会受到干扰。压电式冲击加速度传感器具有频率响应范围宽、灵敏高的特点，也导致其价格成本偏高。
有鉴于此特提出本实用新型。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：
一种低成本低功耗无线通信的变压器三轴振动监测装置,包括设置在变压器本体上的第一三轴振动监测装置和第二三轴振动监测装置，以及与计算机相连的无线Lora网关，其特征在于，所述第一三轴振动监测装置和第二三轴振动监测装置均采用低成本MEMS式三轴加速度传感器ADXL345，其在±8g量程范围内12位分辨率，频率响应最高3200Hz,满足高压电力变压器振动监测对特征值的提取需求，搭配STM32L103系低成本低功耗MCU，采用I2C通信，保证三轴振动测量信号准确无干扰，所述第一三轴振动监测装置和第二三轴振动监测装置用于监测变压器本体的振动情况，所述无线Lora网关采用低功耗M-HL10 Lora终端模块，所述无线Lora网关用于数据的远程传输。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述第一三轴振动监测装置通过磁条底面吸附在变压器本体的左侧，第二三轴振动监测装置通过磁条底面吸附在变压器本体的右侧，第一三轴振动监测装置和第二三轴振动监测装置使用磁条在变压器本体表面吸附固定，使安装更便捷。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述计算机通过导线与无线Lora网关的RS485调试口连接，打开通信报文，在变压器侧敲击三轴振动传感器，在通信报文中可查看到振动幅值和位移值变化。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述第一三轴振动监测装置和第二三轴振动监测装置通过导线连接有电源。
作为本实用新型的一种优选实施方式，所述电源采用12000mAh ER18505H高性能锂亚电池作为装置电源，保障装置全寿命供电免维护。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
本实用新型满足变压器振动监测技术要求同时降低设备使用成本；一体化设计，安装方便，不需要在变压器本体上布设电缆，可变压器带电安装；无线通信方式，减少电缆同时扩大信号传输距离和覆盖面积；电池供电，低功耗设计续航时间长达6年，装置免维护；采集变压器三个轴向的冲击加速度值并计算出其特征频率下的振动幅值，使监测更全面；使用磁条吸附在变压器侧面，不需要辅助工具即可完成施工。
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
在附图中：
图1为本实用新型的系统框图；
图2为本实用新型的低功耗工作流程框图；
图3为本实用新型传感器安装示意图。
图中：1、变压器本体；2、第一三轴振动监测装置；3、第二三轴振动监测装置；4、无线Lora网关；5、计算机。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型。
如图1至图3所示，一种低成本低功耗无线通信的变压器三轴振动监测装置，包括设置在变压器本体1上的第一三轴振动监测装置2和第二三轴振动监测装置3，以及与计算机5相连的无线Lora网关4，其特征在于，第一三轴振动监测装置2和第二三轴振动监测装置3均采用低成本MEMS式三轴加速度传感器ADXL345，其在±8g量程范围内12位分辨率，频率响应最高3200Hz,满足高压电力变压器振动监测对特征值的提取需求，搭配STM32L103系低成本低功耗MCU，采用I2C通信，保证三轴振动测量信号准确无干扰，第一三轴振动监测装置2和第二三轴振动监测装置3用于监测变压器本体1的振动情况，无线Lora网关4采用低功耗M-HL10 Lora终端模块，无线Lora网关4用于数据的远程传输。
如图1至图3所示，在具体实施方式中，第一三轴振动监测装置2通过磁条底面吸附在变压器本体1的左侧，第二三轴振动监测装置3通过磁条底面吸附在变压器本体1的右侧。本设置中，第一三轴振动监测装置2和第二三轴振动监测装置3使用磁条在变压器本体1表面吸附固定，使安装更便捷。
如图1至图3所示，进一步的，计算机5通过导线与无线Lora网关4的RS485调试口连接。本设置中，打开通信报文，在变压器侧敲击三轴振动传感器，在通信报文中可查看到振动幅值和位移值变化。
如图1至图3所示，进一步的，第一三轴振动监测装置2和第二三轴振动监测装置3通过导线连接有电源，电源采用12000mAh ER18505H高性能锂亚电池作为装置电源，保障装置全寿命供电免维护。
本实施例的一种低成本低功耗无线通信的变压器三轴振动监测装置的实施原理如下：使用之前先进行通信调试，使用计算机5连接无线Lora网关4的RS485调试口，打开通信报文，在变压器侧敲击三轴振动传感器，在通信报文中可查看到振动幅值和位移值变化；
使用时，通过第一三轴振动监测装置2和第二三轴振动监测装置3对变压器本体1进行监测，当监测数据超过阈值时，第一三轴振动监测装置2和第二三轴振动监测装置3内的三轴加速度传感器ADXL345自动唤醒，并读取三轴加速度信号，从而计算三轴加速度幅值和位移，将其组通信报文包通过UART接口发送给M-HL10 Lora终端模块，由M-HL10 Lora终端模块透明转发到无线Lora网关4，此时第一三轴振动监测装置2和第二三轴振动监测装置3内的STM32L103系低成本低功耗MCU进入休眠状态，直到定时器将其唤醒并重复上诉流程。
Claims (6)
1.一种低成本低功耗无线通信的变压器三轴振动监测装置，包括设置在变压器本体(1)上的第一三轴振动监测装置(2)和第二三轴振动监测装置(3)，以及与计算机(5)相连的无线Lora网关(4)，其特征在于，所述第一三轴振动监测装置(2)和第二三轴振动监测装置(3)均采用低成本MEMS式三轴加速度传感器ADXL345，其在±8g量程范围内12位分辨率，频率响应最高3200Hz,满足高压电力变压器振动监测对特征值的提取需求，搭配STM32L103系低成本低功耗MCU，采用I2C通信，保证三轴振动测量信号准确无干扰，所述第一三轴振动监测装置(2)和第二三轴振动监测装置(3)用于监测变压器本体(1)的振动情况，所述无线Lora网关(4)采用低功耗M-HL10 Lora终端模块，所述无线Lora网关(4)用于数据的远程传输。
2.根据权利要求1所述的一种低成本低功耗无线通信的变压器三轴振动监测装置，其特征在于，所述第一三轴振动监测装置(2)通过磁条底面吸附在变压器本体(1)的左侧。
3.根据权利要求1所述的一种低成本低功耗无线通信的变压器三轴振动监测装置，其特征在于，第二三轴振动监测装置(3)通过磁条底面吸附在变压器本体(1)的右侧。
4.根据权利要求2所述的一种低成本低功耗无线通信的变压器三轴振动监测装置，其特征在于，所述计算机(5)通过导线与无线Lora网关(4)的RS485调试口连接。
5.根据权利要求3所述的一种低成本低功耗无线通信的变压器三轴振动监测装置，其特征在于，所述第一三轴振动监测装置(2)和第二三轴振动监测装置(3)通过导线连接有电源。
6.根据权利要求5所述的一种低成本低功耗无线通信的变压器三轴振动监测装置，其特征在于，所述电源采用12000mAh ER18505H高性能锂亚电池作为装置电源。
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